palaminen

Selitämme, mikä on palaminen, miten se syntyy ja mitkä ovat reaktion vaiheet. Lisäksi luokittelu ja esimerkit.

1. Mikä on palaminen?

Palaminen on eräänlainen eksoterminen kemiallinen reaktio . Siihen voi kuulua kaasumaisessa tai heterogeenisessa tilassa olevaa ainetta (neste-kaasumainen tai kaasumainen-kaasumainen). Se tuottaa valoa ja lämpöä sekä nopeammin tai vähemmän nopeasti.

Perinteisesti palamisella tarkoitetaan tiettyjen palavien elementtien nopeahapettumisprosessia, toisin sanoen pääasiassa vetyä, hiiltä ja joskus rikkiä. Lisäksi se tapahtuu välttämättä hapen läsnä ollessa .

Itse asiassa palaminen on redox-reaktion (pelkistyksen-hapettumisen) muotoja, jotka voivat tapahtua sekä hallitusti, kuten polttomoottoreissa, tai hallitsemattomia, kuten räjähdyksiä. Niihin sisältyy elektronien vaihto aineiden atomien välillä reaktion aikana. Siksi ne tuottavat lämpö- ja valoenergiaa.

Lisäksi muut kaasumaiset ja kiinteät aineet, kuten hiilidioksidi (CO2) ja vesihöyry, tai kiinteät polttoainejäämät (reaktiossa käytetty aine) n) ja hapettimen (reaktiota edistävä aine), aina sen kemiallisen luonteen mukaan.

Siksi, vaikka perinteisessä palamiskuvassa on aina mukana tulta, on mahdollista, että sitä ei synny, koska se on vain plasmamuoto (ionisoitu kaasu), joka johtuu lämmön vapautumisesta kemiallisesta reaktiosta.

Katso myös: Enthalpia

1. Kuinka palaminen tapahtuu?

Palaminen on eräänlainen redox-reaktio, ts. Hapettumisen vähentäminen. Tämä tarkoittaa, että heissä yksi materiaali hapettaa (menettää elektroneja), kun taas toinen vähentää (saa elektronit).

Palamisen tapauksessa hapetin (happi) saa elektronit pelkistimestä (polttoaineesta) tai mikä on sama hapettimen ja polttoaineen välillä. Tämä tapahtuu yleensä seuraavan kaavan mukaan:

Yhdiste + O ₂ = Muu yhdiste + CO ₂ + H20 + energia

Yhdisteet voivat vaihdella luonteestaan ​​riippuen, samoin kuin energiatasot voivat vaihdella. Hiilidioksidi ja vesihöyry ovat kuitenkin vakioita kaikenlaisissa palamismuodoissa.

1. Palamistyypit

Palamista on kolme tyyppiä, jotka ovat seuraavat:

• Täydellinen tai täydellinen palaminen . Ne reaktiot, joissa palava materiaali hapetetaan kokonaan (kulutetaan), ja muut happea sisältävät yhdisteet, kuten hiilidioksidi, rikkidioksidi tai vesihöyry, valmistetaan alituotannolla.
• Stökiömetrinen tai neutraali palaminen . Tätä kutsutaan ihanteelliseksi täydelliseksi palamiseksi, joka käyttää reaktiossaan vain happea määriä happea ja joka tapahtuu yleensä vain laboratorion valvotussa ympäristössä.
• Epätäydellinen palaminen Ne, joissa yhdisteet näyttävät hapettavan (kutsutaan myös palamattomiksi) savukaasuja, kuten hiilimonoksidia (CO), vetyä, hiilihiukkasia ja niin edelleen.

1. Palamisreaktio

Polttoprosessit käsittävät tosiasiassa joukon nopeita ja samanaikaisia ​​kemiallisia reaktioita, joita voidaan hyvinkin pitää yhtenä ja jotka kulkevat seuraavien vaiheiden tai vaiheiden läpi:

• Esireaktio tai ensimmäinen vaihe . Palavassa materiaalissa olevat hiilivedyt hajoavat ja alkavat reagoida ilman hapen kanssa muodostaen siten radikaaleja, jotka ovat molekyylisesti epästabiileja yhdisteitä. Tämä käynnistää kemiallisten yhdisteiden ilmestymisen ja häviämisen ketjureaktion, pyrkien aina luomaan enemmän kuin tuhoaa.
• Hapetus tai toinen vaihe . Tässä vaiheessa suurin osa reaktion lämpöenergiasta syntyy, kun happi reagoi edellisen vaiheen radikaalien kanssa, jolloin saadaan aikaan väkivaltainen elektronien siirtymäprosessi. Suuri radikaalien lukumäärä johtaa massiiviseen ja väkivaltaiseen reaktioon, joka tunnetaan räjähdyksenä.
• Reaktion loppu tai kolmas vaihe . Se tapahtuu, kun radikaalien hapettuminen on valmis ja vapautuneiden kaasujen molekyylit muodostuvat. Palava materiaali kuluu kokonaan.

1. Esimerkkejä palamisesta

Muutamia yksinkertaisia ​​esimerkkejä palamisesta arkielämässä ovat:

• Ottelun / ottelun valaistus . Se on tunnetuin palamistapaus. Kun tulitikun pää (fosfori- ja rikkipeite) raaputetaan karkeaa pintaa vasten, se kuumenee kitkalla ja laukaisee nopean palamisen, mikä puolestaan ​​tuottaa liekin piakkoin.
• Kaasuliesi valaistus . Kotitalouksien keittiöt toimivat polttamalla hiilivetykaasua, yleensä propaanin (C ₃ H ₈ ) ja butaanin (C ₄ H ₁₀ ) seosta, jonka laite vetää putkesta kulhoon Kaasu saatetaan kosketukseen ilman kanssa ja aikaansaa kalorienergian (kuten lentäjän liekin tai fosforin) alkuperäinen varaus, kaasu aloittaa reaktionsa; mutta liekin jatkamiseksi polttoainetta on toimitettava jatkuvasti.
• Vahvat emäkset ja orgaaniset aineet . Suurin osa vahvoista emäksistä (hydroksidit), kuten emäksinen sooda, emäksinen potaska ja muut aineet, joiden pH on äärimmäinen, aiheuttavat voimakkaita hapettumisreaktioita joutuessaan kosketuksiin orgaaninen aine. Tämä tarkoittaa, että voimme polttaa kosketuksessa ja jopa aloittaa tulipalot heidän kanssaan, koska tämäntyyppiset reaktiot ovat yleensä erittäin eksotermisiä.
• Polttomoottorit . Nämä laitteet ovat läsnä autoissa, veneissä ja muissa fossiilisilla polttoaineilla, kuten diesel, bensiini tai petroli, toimivissa ajoneuvoissa, ja ne ovat esimerkki hallitusta palamisesta. Niissä polttoaineen hiilivedyt kulutetaan ja syntyy pieniä räjähdyksiä, jotka mäntäjärjestelmässä muuttuvat liikkeeksi tuottamalla myös pilaavia kaasuja, jotka vapautuvat ilmakehään.

Jatka: Endotermiset reaktiot